【正文】 感謝他們?nèi)陙?lái)的辛勤栽培。不積跬步何以至千里，本設(shè)計(jì)能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)。本設(shè)計(jì)在老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成，從課題選擇、方案論證到具體設(shè)計(jì)和調(diào)試，無(wú)不凝聚著他的心血和汗水，在大學(xué)三年的學(xué)習(xí)和生活期間，也始終感受著老師的精心指導(dǎo)和無(wú)私的關(guān)懷，我受益匪淺。溫州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第 40 頁(yè)參考文獻(xiàn)[1] 廖常初．可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)(第四版) ．重慶：重慶大學(xué)出版社，2022，114[2] 許志軍．工業(yè)控制組態(tài)軟件及應(yīng)用．北京：機(jī)械工業(yè)出版社．2022，192198[3] 王承義．機(jī)械手及其應(yīng)用．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1981，1225[4] 彭商賢、趙臣、張啟先．試論國(guó)內(nèi)外機(jī)器人機(jī)械學(xué)的發(fā)展趨向[J]，機(jī)器人，1991，13 (3)：4853[5] Saeed B. Niku, Introduction to Robotics: Analysis, Systems, Application. USA: Pearson Education,2022,16~42[6] 陳懇，楊向東，劉莉，楊東超．機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用．北京：清華大學(xué)出版社，2022，2735[7] 吳建強(qiáng)．可編程控制器原理及其應(yīng)用．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1998，1260[8] 林小峰．可編程序控制器及應(yīng)用．北京：高等教育出版社，1991，1726[9] David G. Johnson. “Programmable Controllers for Factory Automation”. 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，進(jìn)入動(dòng)畫組態(tài)窗口，對(duì)“機(jī)械手監(jiān)控畫面” 進(jìn)行相同的操作。單擊“保存” ， “封面窗口”畫面編輯完畢。8) 點(diǎn)擊“字符字體”按鈕，設(shè)置文字字體為：行楷；字型為：粗斜體；大小為：48。6) 點(diǎn)擊“填充色”按鈕，設(shè)定文字框的背景顏色為：沒有填充。4) 在光標(biāo)閃爍位置輸入文字“歡迎進(jìn)入 MCGS 監(jiān)控系統(tǒng)” ，按回車鍵或在窗口的任意位置用鼠標(biāo)點(diǎn)擊一下，文字輸入完畢。2) 單擊工具條中的“工具箱”按鈕，打開繪圖工具箱。對(duì)“機(jī)械手監(jiān)控畫面”進(jìn)行同樣的設(shè)置。窗口位置選中“最大化顯示” ，其它不變，單擊“確認(rèn)” 。4) 選中“窗口 1”，單擊“窗口屬性” ，進(jìn)入“用戶窗口屬性設(shè)置” 。這時(shí)“封面窗口”底色變?yōu)樗{(lán)色。2) 選中“窗口 0”，單擊“窗口屬性” ，進(jìn)入“用戶窗口屬性設(shè)置” 。圖 410 工作臺(tái)窗口溫州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第 36 頁(yè) 工程畫面的創(chuàng)建1) 在“用戶窗口”中單擊“新建窗口”按鈕，建立“窗口 0”、 “窗口 1”。單擊“保存”按鈕。依次進(jìn)入通道連接，直至通道全部連接完成。溫州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第 35 頁(yè)圖 48 設(shè)備組態(tài)窗口 圖 49 設(shè)備屬性設(shè)置窗口12) 單擊“確認(rèn)” ，完成“內(nèi)部屬性”設(shè)置。11) 單擊基本屬性頁(yè)中的“內(nèi)部屬性”選項(xiàng)，該項(xiàng)右側(cè)會(huì)出現(xiàn) 圖標(biāo)，單擊此按鈕進(jìn)入“內(nèi)部屬性”設(shè)置。設(shè)備被添加到設(shè)備組態(tài)窗口中，如圖 48 所示。8) 單擊“確認(rèn)” ，并保存。6) 雙擊串口通訊父設(shè)備圖標(biāo)，將“串口通訊父設(shè)備”添加到右側(cè)選定設(shè)備列表中。4) 在可選設(shè)備列表中，雙擊“通用設(shè)備” 。2) 點(diǎn)擊工具條中的“工具箱” 圖標(biāo)，打開“設(shè)備工具箱” 。7) 單擊“保存”按鈕。如圖 46 所示。圖 44 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)窗口圖 45 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)窗口溫州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第 33 頁(yè)圖 46 數(shù)據(jù)對(duì)象屬性設(shè)置窗口4) 將“對(duì)象名稱”改為：?jiǎn)?dòng)按鈕；“對(duì)象初值”改為：0；“對(duì)象類型”選擇：開關(guān)型；在“對(duì)象內(nèi)容注釋輸入框”內(nèi)輸入：機(jī)械手啟動(dòng)信號(hào)，X11 輸入，1 有效。2) 單擊工作臺(tái)右側(cè)“新增對(duì)象” 按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)對(duì)象列表中，增加了一個(gè)新的數(shù)據(jù)對(duì)象，如圖 45 所示。其中一部分為系統(tǒng)內(nèi)部建立的數(shù)據(jù)對(duì)象。溫州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第 32 頁(yè) 變量定義的步驟1) 單擊工作臺(tái)中的“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)”選項(xiàng)卡，進(jìn)入“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)”窗口頁(yè)，如圖 44 所示。本系統(tǒng)至少需要 10 個(gè)變量，見表 41。定義數(shù)據(jù)對(duì)象的內(nèi)容主要包括：指定數(shù)據(jù)變量的名稱、類型、初始值和數(shù)值范圍確定與數(shù)據(jù)變量存盤相關(guān)的參數(shù)，如存盤的周期、存盤的時(shí)間范圍和保存期限等。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是 MCGS 工程的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)處理中心。如圖 43 所示。3) 選擇文件菜單中的“工程另存為”菜單項(xiàng)，彈出文件保存窗口。 工程的建立與變量的定義 工程的建立1) 首先雙擊桌面 MCGS 組態(tài)環(huán)境圖標(biāo)，進(jìn)入組態(tài)環(huán)境，屏幕中間窗口為工作臺(tái)。它還具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，支持 TCP/IP、MODEM、485/422/232 等多種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方案，提供4 級(jí)安全保密機(jī)制。使用 ActiveDLL 把設(shè)備驅(qū)動(dòng)掛接在系統(tǒng)之中，支持?jǐn)?shù)據(jù)采集板、智能模塊、智能儀表、PLC、變頻器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它支持 ActiveX控件，包括溫控曲線、實(shí)時(shí)曲線、計(jì)劃曲線、歷史曲線、XY 曲線、實(shí)時(shí)報(bào)表、歷史報(bào)表、單行報(bào)表、配方管理、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、數(shù)據(jù)庫(kù)瀏覽統(tǒng)計(jì)、多媒體輸出等眾多構(gòu)件。數(shù)據(jù)瀏覽構(gòu)件可同時(shí)以表格和曲線的形式顯示存盤數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)曲線可以動(dòng)態(tài)顯示當(dāng)前的數(shù)據(jù)，并可以設(shè)定上下限值和時(shí)間的長(zhǎng)短，以便于用戶查詢，同時(shí)提供 EXCEL 報(bào)表和 MCGS 自由報(bào)表。MCGS 全中文組態(tài)軟件能支持目前市場(chǎng)上絕大部分硬件，其網(wǎng)絡(luò)版更使“決勝千里之外”成為可能。它是基于 WIN95/98/NT 視窗結(jié)構(gòu)，能夠快速構(gòu)造和生成數(shù)據(jù)管理、報(bào)警處理、流程控制、動(dòng)畫顯示、報(bào)表輸出等界面，輕松實(shí)現(xiàn)各種工程曲線、報(bào)表、數(shù)據(jù)瀏覽、遠(yuǎn)程通訊、遠(yuǎn)程采集、遠(yuǎn)程診斷等功能的先進(jìn)軟件。主控窗口 設(shè)備窗口 用戶窗口 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) 運(yùn)行策略MCGS 工控組態(tài)軟件菜單設(shè)計(jì)設(shè)置工程屬性設(shè)定存盤結(jié)構(gòu)添加工程設(shè)備連接設(shè)備變量注冊(cè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)創(chuàng)建動(dòng)畫顯示設(shè)置報(bào)警窗口人機(jī)交互界面定義數(shù)據(jù)變量 編寫控制流程使用功能構(gòu)件溫州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第 29 頁(yè) MCGS 的編程語(yǔ)言MCGS 全中文組態(tài)軟件，采用 C++語(yǔ)言編制，核心為組態(tài)結(jié)構(gòu)。MCGS 用數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)管理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，系統(tǒng)可靠性高。三種基本類型的構(gòu)件（設(shè)備構(gòu)件、動(dòng)畫構(gòu)件、策略構(gòu)件）完成了 MCGS 系統(tǒng)三大部分（設(shè)備驅(qū)動(dòng)、動(dòng)畫顯示和流程控制）的所有工作。（4）開放式結(jié)構(gòu)，廣泛的數(shù)據(jù)獲取和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能。（2）實(shí)時(shí)性強(qiáng)、良好的并行處理性能。組態(tài)環(huán)境：組態(tài)生成應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境：解釋執(zhí)行組態(tài)結(jié)果組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)溫州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第 28 頁(yè)圖 41 組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境關(guān)系圖由 MCGS 生成的用戶應(yīng)用系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行策略五個(gè)部分組成，如圖 42 所示。運(yùn)行環(huán)境本身沒有任何意義，必須與數(shù)據(jù)庫(kù)一起作為一個(gè)整體，才能構(gòu)成用戶引用系統(tǒng)。用戶組態(tài)生成的結(jié)果是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)文件，稱為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)。 MCGS 的構(gòu)成MCGS 系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)部分。它能夠在基于 Microsoft 的各種32 位 Windows 平臺(tái)上運(yùn)行，通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集處理，以動(dòng)畫顯示、報(bào)警處理、流程控制和報(bào)表輸出等多種方式向用戶提供解決實(shí)際工程問題的方案，在自動(dòng)化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。一次循環(huán)動(dòng)作的工步完畢。降至下限碰壓 SQ3,SQ3 閉時(shí)，下降動(dòng)作停止；并開始放松夾緊物。升至上限碰壓 SQ1，SQ1 閉時(shí)，上升動(dòng)作停止；并開始右旋。當(dāng)傳送帶 B 上面的物體遮擋住光束時(shí)，光電接收開關(guān) SQ4 閉合，傳送溫州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第 26 頁(yè)帶 B 停止；機(jī)械手抓物開始夾緊。左旋至左限碰壓 SQ2，SQ2 閉后，左旋停止；機(jī)械手開始下降。而傳送帶 A 持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。一次循環(huán)動(dòng)作的工步完畢。降至下限碰壓 SQ3,SQ3 閉時(shí)，下降動(dòng)作停止；并開始放松夾緊物。升至上限碰壓 SQ1，SQ1 閉時(shí)，上升動(dòng)作停止；并開始右旋。當(dāng)傳送帶 B 上面的物體遮擋住光束時(shí)，光電接收開關(guān) SQ4 閉合，傳送帶 B 停止；機(jī)械手抓物開始夾緊。左旋至左限碰壓 SQ2，SQ2 閉后，左旋停止；機(jī)械手開始下降。而傳送帶 A 持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。此機(jī)械手易于操作，性能可靠。機(jī)械手控制系統(tǒng)的主要作用是控制機(jī)械手按一定的程序、方向、位置、速度進(jìn)行動(dòng)作，簡(jiǎn)單的機(jī)械手一般不設(shè)置專用的控制系統(tǒng)，只采用行程開關(guān)、繼電器、控制閥及電路便可實(shí)現(xiàn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的控制，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)按要求進(jìn)行動(dòng)作．動(dòng)作復(fù)雜的機(jī)械手則要采用可編程控制器、微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。2．傳動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作要由傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。簡(jiǎn)單的機(jī)械手可以沒有手腕。手是抓取機(jī)構(gòu)，用來(lái)夾緊和松開工件，與人的手指相仿，能完成人手的類似動(dòng)作。機(jī)械手簡(jiǎn)述:機(jī)械手的形式是多種多樣的，有的較為簡(jiǎn)單，有的較為復(fù)雜，但基本的組成形式是相同的，一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和輔助裝置組成。溫州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第 18 頁(yè)(5）宇宙及海洋的開發(fā)。(3)可在勞動(dòng)條件差，單調(diào)重復(fù)易子疲勞的工作環(huán)境工作，以代替人的勞動(dòng)。機(jī)械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動(dòng)、不知疲勞、不怕危險(xiǎn)、抓舉重物的力量比人手大等特點(diǎn)，因此，機(jī)械手已受到許多部門的重視，并越來(lái)越廣泛地得到了應(yīng)用，例如：(1)機(jī)床加工工件的裝卸，特別是在自動(dòng)化車床、組合機(jī)床上使用較為普遍。機(jī)械手是在機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來(lái)的一種新型裝置。機(jī)械手通常用作機(jī)床或其他機(jī)器的附加裝置，如在自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒有獨(dú)立的控制裝置。一般專用機(jī)械手有 2～3 個(gè)自由度。自由度是機(jī) 械手設(shè)計(jì)的關(guān) 鍵參數(shù)。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，稱為機(jī)械手的自由度 。手部是用來(lái)抓持工件（或工具）的部溫州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第 17 頁(yè)件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。b. 執(zhí)行用戶程序（3） 執(zhí)行外設(shè)命令 每次